文档介绍：热电偶测温仪
设计说明书
摘 要
热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器，在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。该测温仪是以AT89C51单片机为核心，由AD590集成温度传感器测量冷端温度T0，由热电偶测量热端温度T。该热电偶采用S型铂铑—铂热电偶。正极为90铂测温仪的测量范围在800—1600℃之间。使用＋12V和＋5V电源。采用4位共阴极LED显示。该热电偶测温仪的软件用C语言编写，采用模块化结构设计。考虑到实际中有时需要对测温的上下限值进行修改，或者是在测温之初检验该设备是否能够正常显示或运行，故在设计中可以根据需要加入键盘。在工业测量中，被测对象所处环境往往十分恶劣，常存在电场、磁场、噪声等干扰，使采样值偏离真实值。所以，在软件设计中，还需要一组滤波程序，对多次采样信号构成的数据系列进行平滑加工，以提高其有用信号在采样值中所占比例，减少乃至消除各种干扰及噪音，以保证系统工作的可靠性。本设计采用分段直线拟合方法，既节省大量存储器，又有很高的测量精度。
关键词：热电偶 冷端温度补偿 89C51单片机 ADC0809 线性化标度变换
目 录
摘要…………………………………………………………………………………1
第一章 热电偶测温技术 ………………………………………………………3
热电偶特点 ………………………………………………………………3
热电偶工作原理 ………………………………………………………………3
二次查表和冷端温度补偿 ……………………………………………………4
第二章 电路设计 ………………………………………………………………6
硬件结构特点 …………………………………………………………………6
AT89C51单片机 ………………………………………………………………8
冷端补偿电路 ………………………………………………………………11
A/D转换器ADC0809 ………………………………………………………12
第三章 软件设计 …………………………………………………………………15
…………………………………………………………………………15
A/D转换子程序 ……………………………………………………………15
线性化标度变换子程序 …………………………………………………16
总结…………………………………………………………………………………19
参考资料……………………………………………………………………………19
附 录A 程序 …………………………………………………………………20
附 录 B 电路图…………………………………………………………………22
附 录C 实际硬件电路图……………………………………………………29
致谢…………………………………………………………………………………30
第一章 热电偶测温技术
热电偶特点
热电偶传感器是目前接触式测温中应用最广的热电式传感器，在工业用温度传感器中占有及其重要的地位。它结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传。该热电偶测温仪的软件用C语言编写，采用模块化结构设计。
热电偶工作原理
热电偶是利用物理学中的赛贝克效应制成的温敏传感器。当两种不同的导体A和B组成闭合回路时，就构成了一个热电偶。。
温度T端为感温部分，成为热端；温度T0为连接仪表部分，称为冷端。当热端温度T和冷端温度T0不同时，在回路中就产生热电势EAB（T, T0 ）,这种显现称为热电效应，这个电动势通常称为热电势。热电式的大小与T和T0之差（称为温差）的大小有关。由热电偶回路热电势的分布理论可知，热电偶的热电势仅仅是热电偶两端温度T和T0的函数之差，即：
EAB (T, T0)= EAB（T）- EAB（T0） 式（）
也就是说，热电偶的热电势等于热端与冷端温度T和T0所引起的电势差。
二次查表和冷端温度补偿
实际测温中，冷端所对应的热电势要随冷端温度（环境温度）的变化而变化。要保证冷端温度恒定是十分困难的，在一定程度上，测量精度取决于冷端温度的影响。只有当热电偶冷端温度保持不变，热电动势才是被测温度的但只函数。标准中规定结点的热电动势为0℃